0 引言
塔中隆起奥陶系是塔里木盆地碳酸盐岩油气增储上产的主力区块，资源潜力巨大。近年来，塔中隆起成为碳酸盐岩油气勘探开发的重点区域［1-3］，截至2010年，对塔中北斜坡奥陶系主力产层的勘探已进入成熟阶段，目前在上奥陶统良里塔格组、中奥陶统一间房组和中下奥陶统鹰山组一段、二段的油气藏探明储量超5×108 t，建成年产150×104 t的超深层海相碳酸盐岩凝析气田。随着油气勘探的不断深入，向深层和超深层开展勘探已成为油田拓展领域的必然趋势，2016—2018年围绕塔中隆起的勘探向深层探索，以鹰山组三段—四段为目的层系部署了MJ4井与ZG60井，但钻遇复杂，2口井均以失利告终。2018—2020年勘探带来振奋人心的消息，ZG70井、ZG71井相继在塔中北斜坡鹰四段、鹰三段获得高产油流，这2口井的发现揭开了塔中地区2套新的含油气层系，证实了塔中北斜坡鹰三段—鹰四段巨大的勘探潜力。
但在研究区成功井和失利井共存，对下一步勘探井的部署形成挑战。为进一步提高勘探成功率，需要对塔中隆起北斜坡鹰三段—鹰四段油气藏进行精细解剖。碳酸盐岩油气藏富集规律一直是研究热点［4-5］，前人［6-8］在油气富集规律方面取得不少研究成果，但勘探实践已证明塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气田具有埋藏深、储层非均质性强、油气水分布异常复杂的特点，不同区块不同勘探层位之间油气富集特征具有明显的差异。目前为止，鹰三段—鹰四段油气富集规律仍缺乏系统研究。本文借着ZG70井、ZG71井高产的契机，在参考前人研究的基础上，利用塔中地区最新采集和处理的地震资料，深入解剖塔中隆起北斜坡鹰三段—鹰四段油气藏，探讨其油气成藏主控因素及有利区带展布，以期提高塔中隆起碳酸盐岩勘探开发整体效益，同时为海相碳酸盐岩油气勘探开发提供理论及实践依据。
1 区域地质背景
1.1 构造背景
塔中隆起位于塔里木盆地中部，东邻塔东隆起，西连巴楚隆起，北接北部坳陷，南邻塘古坳陷［9］。该隆起是寒武系—奥陶系组成的大型复式台背斜的继承性发育，整体呈北西走向，西宽东窄。塔中北斜坡位于塔中隆起中央主垒带以北，东北邻满加尔凹陷，北以塔中Ⅰ号断裂为界（图1）。塔中古隆起受多旋回构造影响，地质结构具有纵向分层、南北分带的特征。碳酸盐岩油气主要赋存于下古生界寒武系—奥陶系，构造层表现为被断裂复杂化的巨型背斜隆起。根据构造特征，塔中隆起自北向南由塔中北斜坡、塔中中央主垒带及塔中南部斜坡3个二级构造单元构成。塔中北斜坡受一系列逆冲断裂控制，发育3排构造带，依次为塔中I号坡折带、塔中40构造带和塔中10号构造带，构造活动东强西弱。
1.2 沉积背景
受古隆起持续性构造活动的影响，塔中地区发育多个不整合面。塔中隆起北斜坡奥陶系鹰山组与上覆良里塔格组呈不整合接触，良里塔格组沉积前经历一次大的构造运动，鹰山组顶部遭受强烈剥蚀。鹰山组自下而上划分为4段，鹰一段和鹰二段岩性为浅灰色—灰色中厚层状亮晶砂屑灰岩、云质灰岩夹薄层泥晶灰岩、泥质条带灰岩，发育层间岩溶储集体。鹰三段—鹰四段岩性变化大，白云石含量增加，岩性主要为中厚—巨厚层状含云灰岩、云质灰岩、含泥灰岩、泥质灰岩与泥晶—粉晶灰岩呈不等厚互层，灰质云岩局部发育。其中亮晶砂屑灰岩、云质灰岩和亮晶鲕粒云质灰岩具有一定的储集能力，也是研究区主要的储层岩石类型。
通过岩心观察及薄片分析，结合塔中北斜坡沉积构造背景，对钻揭下奥陶统鹰三段、鹰四段的钻井进行单井沉积相分析。以勘探突破井（ZG71井）为例简述鹰山组沉积特征及亚相、微相划分（图2）。ZG71井鹰山组沉积相为开阔台地相，从下自上鹰四段—鹰三段中下部为开阔台地相的台内滩与滩间海的交互沉积，以高能台内滩沉积为主；鹰三段上部—鹰一段为灰云坪、颗粒滩与滩间海的交互沉积，以低能滩间海为主。
从区域沉积相分布来看，研究区下奥陶统鹰三段和鹰四段整体为开阔台地相，进一步细分为高能颗粒滩和低能滩间海沉积（图3）。
2 油气成藏主控因素
2.1 近源成藏是油气源充足的基础
充足的油气源条件是油气富集成藏的基础［10］。现阶段普遍的认识是塔中隆起油气成藏来源主要有2套：中上奥陶统烃源岩和下寒武统烃源岩［11］。油气源对比研究表明，塔中隆起下奥陶统层间岩溶油气主要来源于北部坳陷西部的寒武系烃源岩，且油气具有多期成藏的特点，中、上奥陶统烃源岩有少量贡献［12-13］。塔里木盆地中下寒武统烃源岩主要发育于东部满加尔坳陷的欠补偿盆地相和中、西部的局限台地—蒸发潟湖相地层中。盆地东部满加尔坳陷区主要发育与欠补偿盆地—浮游藻有机相有关的烃源岩，有机质丰度较高，寒武系烃源岩厚，其生烃时间较早（主要在晚加里东期）［14-15］，有机质处于高成熟—过成熟阶段。事实上，这个观点从现有的野外露头与已钻井（星火1、尉犁1等井）也可以得到证实（图4）。
2.2 Ⅰ、Ⅱ级走滑断裂是油气优势运移通道
根据油气成藏要素相关大数据对塔中隆起断裂进行分级、分段精细描述，梳理出Ⅰ级走滑断裂11条，Ⅱ级走滑断裂22条，小断裂若干（图5），平面上分为线性段、斜列段、羽状段。塔中隆起经历多期次构造运动，多期构造运动造成了多期走滑断裂的叠加，表现为自下而上贯穿基底，早期发育，后期继承、纵向叠加的特征。断裂活动强弱控制走滑断裂活动期次，塔中隆起构造活动强度表现为南强北弱，南部构造活动强烈，造成走滑断裂活动强，多数断裂断至二叠系；中部构造活动较强，多数断裂断至石炭系底；北部构造活动较弱，走滑断裂活动弱，仅断至奥陶系桑塔木组底。构造活动的分段性导致南部断裂呈线性段，中部为斜列段，北部为羽状段，发育层位由浅至深。走滑断裂将大气田分割成小气藏，不同段气藏特征不同，线性走滑段为应力集中区，一直持续活动，定型较晚，油气藏纵向调整高；斜列走滑段为应力释放区，间歇性活动，油气藏纵向调整中；羽状破碎段为应力发散区，定型较早，油气藏在奥陶系深层保存，因此，对于下奥陶统鹰山组油气勘探而言，羽状破碎带油气更为富集（图6）。
2.3 优质储层发育程度是影响成藏的关键因素
塔中隆起奥陶系主力勘探层系有3套，上奥陶统良里塔格组礁滩复合体、中奥陶统一间房组和下奥陶统鹰山组一段、二段层间岩溶储集体，这个认识通过10年的攻关研究已取得一定成果，随着ZG70井、ZG71井在下奥陶统鹰三段—鹰四段的突破，鹰三段—鹰四段也是主力勘探层系的观点日趋明朗。
2.3.1 储层特征
目前塔中隆起在鹰三段—鹰四段无取心井，主要利用ZG70井、ZG60井、TZ162井3口测井资料进行储层物性评价，测井解释成果显示：储层孔隙度分布范围为1.8%~4.5%，平均孔隙度为2.9%。渗透率分布范围为（0.002~2.862）×10-3 μm2，平均渗透率为0.072×10-3 μm2，整体看来储层基质物性较差，并非有效储集空间。ZG70井区及邻区已钻井多有发生钻井液漏失及钻具放空等工程异常情况，结合地震剖面上表现的强振幅反射特征，研究区主要的储集空间类型为次生裂缝、孔、洞。
2.3.2 优质储层控藏特征
塔中隆起奥陶系鹰山组深层优质储层主要受到高能相带、层间岩溶及断裂的共同控制：①高能颗粒滩是优质储层发育基础。塔中地区奥陶系鹰三段—鹰四段整体为中—高能颗粒滩沉积，岩性较纯，脆性较大，泥质夹层少，这些特点决定了岩层易受断裂破裂作用和岩溶作用的影响，出现较好的储层发育段（图7）；②层间岩溶控制优质储层的形成。塔中地区奥陶系鹰山组发育多期次层间暴露溶蚀，是岩溶储层发育的关键［24-25］，在溶蚀作用下，后生储集空间以溶蚀的孔、洞、缝为主，在三维地震剖面上可以清晰地看到串珠状强振幅呈准层状展布，垂向上可多套叠置，横向上连片。钻遇大型缝洞主要表现为钻井过程中发生钻井液大量漏失、钻具放空等工程异常情况，ZG60C井在鹰三段—蓬莱坝组漏失钻井液185 m³，ZG70井在鹰三段—蓬莱坝组漏失钻井液776 m³，ZG71井鹰四段发生放空，放空段2.61 m。塔中北斜坡鹰三段—鹰四段钻录井及测井资料表明，大型缝洞系统是主要的储集空间。柯坪野外剖面也证实鹰三段—鹰四段发育规模层间岩溶［26］；③断裂控制岩溶储层的分布，对岩溶储层的发育有着重要的影响［27-28］。早期发育的多组断裂和裂缝系统，为岩溶作用提供了渗滤通道，陆表水沿断裂及其缝网形成的裂缝带进行溶蚀，淡水和海水的混合水进一步溶蚀扩大储层，后期多期断裂活动，深层水沿断裂系统沿早期形成的储层进行叠加改造，深化各种岩溶作用，发育大型断溶体，对储层改造起到建设性作用，为研究区最为有效的储集空间。
2.4 储层之上厚层致密灰岩是油气规模成藏的保障
靠近塔中Ⅰ号带的基底古构造宽缓斜坡区鹰二段受层间岩溶和中晚加里东期的断裂作用相对较弱，在地震上表现为强振幅、空白反射，周围无深大断裂发育，基于该特征对研究区鹰二段直接盖层利用地震震幅属性进行预测评价，结论是储层整体不发育，盖层条件较好，可作为鹰三段、鹰四段储层的有效盖层，有利于油气保存（图8）。据统计，塔中北斜坡鹰二段直接盖层的岩性主要为泥晶砂屑灰岩和泥晶灰岩，厚度大，平面上分布较广，可以起到油气封堵作用，与鹰三段—鹰四段储层形成良好的储盖组合。
3 有利区带预测
3.1 优质储层地震响应特征
研究内奥陶系鹰山组鹰三段—鹰四段发育稳定巨厚灰岩地层，纵波速度为6 000 m/s左右，储层纵波速度介于2 800~3 180 m/s之间，上覆鹰二段为一套稳定的致密灰岩，纵波速度为4 500 m/s左右，子波选取分辨率最好的雷克子波，主频为25 Hz，长度为120 ms；储层分别设置高度10 m、20 m、30 m、40 m、60m，跨度均为25 m［图9（a）］。5组储层均表现为“两谷和一波峰”反射，能量随着储层高度的增加呈由弱变强再由强变弱特征，最强能量出现在30~40 m［图9（b）］。从位置上看，储层顶点随着厚度增加逐渐上移，60 m储层顶端上移至最大波谷反射中心处，缝洞体中心位置横向上与反射波组中心吻合，纵向上，缝洞顶对应波谷，随缝洞体高度增大，洞顶上移至最大波谷［图9（c）］。从正演模拟结果看，串珠状强振幅能在一定程度上指示优质缝洞储集体的位置和大小，已钻井ZG70井、ZG71井优质储层顶部位于波谷—零相位之间就能很好地证实这一论述。
3.2 成藏有利区带
由上述可知，Ⅰ、Ⅱ级走滑断裂对油气起着疏导运移的作用，成为油气自北向南运聚成藏的有利指向区，奠定油气成藏的物质基础。断裂活动强度的南北分异，控制了平面上的分段性，结合断裂发育的期次、强度，综合认为羽状破碎带油气更为富集。断裂及层间岩溶共同控制次生缝洞储集空间的形成，高能沉积相带是优质储层形成的另一个约束条件。鉴于以上认识，结合区域盖层展布特征，提出下步勘探有利区带：塔中Ⅰ号断裂带附近的基底古构造宽缓斜坡区且羽状断裂与强串珠共同发育是塔中隆起奥陶系鹰三段—鹰四段勘探层系最有潜力的高效区域（图10）。
4 结论
（1）ZG70井、ZG71井的相继突破寻找到一个新的油气接替领域，夯实了塔北—塔中千万吨级大油气田的资源基础。基于近源成藏的现实条件，精细解剖塔中地区Ⅰ、Ⅱ级油滑走滑断裂，建立起具有下奥陶统鹰三段—鹰四段特色的成藏体系，对油田下一步精细勘探起到一定的指导作用。
（2）塔中隆起Ⅰ、Ⅱ级走滑断裂系统控制油气运移规律，羽状破碎带油气更为富集。
（3）缝洞体是鹰三段、鹰四段的优质储层，在地震上表现为串珠强反射，一般来讲，串珠反射能量越强，缝洞体规模越大。
（4）塔中隆起北斜坡带邻近寒武系生烃凹陷，鹰三段、鹰四段缝洞型储层发育，区域盖层分布稳定，多级断裂交错成网，具有良好的油气成藏条件与空间配置关系，是未来深层勘探的有利区块。
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